2024年中考物理一轮复习课件第1讲 简单机械和功 专项训练2 简单机械的综合计算

第1讲 简单机械和功 专项训练2　 简单机械的综合计算 九年级物理（上）专项训练 训练角度 1 杠杆的综合计算 1．如图所示，将棱长为10 cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F1＝30 N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1，在B点施加力F2时， 合金块对地面的压强为 1.2×103 Pa.(OB＝3OA， g取10 N/kg) (1)画出F2的力臂l2. 解：如图所示． (2)求合金块的质量． (3)求F2的大小． 【点方法】 简单机械的综合计算，实际上就是在理清动力和阻力的基础上，以杠杆平衡条件为桥梁进行计算． 2．【2023·达州】某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型． 轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO∶OB＝2∶3；物体N是一个不吸水的柱体．打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装 置自动报警，t3时刻塔内 水流完，杠杆始终在水平 位置平衡． 已知正方体M的密度为6×103 kg/m3，棱长为0.1 m；悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10 N/kg， ρ水＝1.0×103 kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量．求： (1)物体M的重力大小． 解：物体M的体积V＝(0.1 m)3＝10－3 m3， 物体M的重力G＝mg＝ρVg＝ 6×103 kg/m3×10－3 m3×10 N/kg＝60 N. (2)t1时刻杠杆A端所受拉力大小． 解：由图知，t1时刻液面刚好到N的上表面，物体M对压力传感器的压力F＝pS＝4 000 Pa×(0.1 m)2＝40 N， 根据力的作用是相互的，F支＝F＝40 N，M受到支持力、重力和B端绳子的拉力作用处于静止状态，根据力的作用是相互的，则FB＝G－F支＝60 N－40 N＝20 N， 由杠杆平衡条件知FA×OA＝FB×OB，即FA×2＝ 20 N×3，解得FA＝30 N. (3)物体N的密度． 解：t2时刻物体M对压力传感器的压强为0，t3时刻物体M对压力传感器的压强也为0，说明在t2时刻，物体N已经完全露出水面，则FB′＝G＝60 N， 由杠杆平衡条件知FA′×OA＝FB′×OB，即FA′×2＝ 60 N×3，解得FA′＝90 N， 此时N受到重力和A端的拉力，则GN＝FA′＝90 N， 3．如图所示，动滑轮重4 N，所吊物体B重20 N，物体A重240 N，此时物体B恰好以0.1 m/s的速度匀速下降．不计绳重、绳子的伸长和滑 轮组内部的摩擦．求： 训练角度 2 滑轮组的综合计算 (1)水平面对物体A的摩擦力． (2)要使物体B恰好以0.2 m/s的速度匀速上升，则对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大？ 解：当物体B匀速上升时，物体A受到水平向左的滑动摩擦力，大小不变，则f′＝f，则对物体A施加水平向右的拉力F＝f′＋F绳＝2f＝2×12 N＝24 N，物体A向右匀速运动的速度vA＝2vB＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s，拉力F的功率P＝FvA＝24 N×0.4 m/s＝9.6 W. 4．如图甲所示，拉力F通过滑轮组，将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处．图乙是拉力F随时间t变化的关系图像． 不计动滑轮的重力、 摩擦及水和空气对金 属块的阻力，g取 10 N/kg，求： (1)金属块浸没在水中时受到的浮力． 解：由图甲可知n＝2，不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力，当金属块完全露出液面后，金属块不受浮力，从图乙可知，此时为图中的t2～t3时间内，该金属块重力G＝2F＝2×108 N＝216 N，当金属块浸没在水中时，即为图中的0～t1时间内，则2F′＋F浮＝G，所以金属块浸没在水中时受到的浮力F浮＝G－2F′＝ 216 N－2×68 N＝80 N. (2)金属块的密度． (3)直接将金属块平放在水平地面上时，它对地面的压强． 5．如图所示，将质量为960 kg、底面积为0.5 m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20 s的时间内匀速向墙靠近4 m，水平拉力F＝500 N，不计绳、滑轮组的质量以及绳 与滑轮组之间的摩擦，g取 10 N/kg.求： (1)A对水平地面的压强． (2)A在运动过程中受到摩擦力的大小． 解：摩擦力f＝2F＝2×500 N＝1 000 N. (3)拉力F的功率． 训练角度 3 斜面的综合计算 6．【2023·呼和浩特】如图为某盘山公路．汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰．为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全． 若从山底到山顶的盘山公路长6 000 m，山高900 m，一辆5 t的小型货车以恒定功率16